ટ્રાન્સફોર્મર ઓપરેટિંગ મોડ્સ

લોડના મૂલ્યના આધારે, ટ્રાન્સફોર્મર ત્રણ મોડમાં કાર્ય કરી શકે છે:

1. લોડ રેઝિસ્ટન્સ zn = ∞ પર નિષ્ક્રિય કામગીરી.

2. zn = 0 પર શોર્ટ સર્કિટ.

3. 0 <zn <∞ પર ચાર્જિંગ મોડ.

સમકક્ષ સર્કિટના પરિમાણો રાખવાથી, તમે ટ્રાન્સફોર્મરના કોઈપણ ઓપરેટિંગ મોડનું વિશ્લેષણ કરી શકો છો... નો-લોડ અને શોર્ટ-સર્કિટ પ્રયોગોના આધારે પરિમાણો પોતે નક્કી કરવામાં આવે છે. નિષ્ક્રિય સમયે, ટ્રાન્સફોર્મરનું ગૌણ વિન્ડિંગ ખુલ્લું છે.

ટ્રાન્સફોર્મેશન રેશિયો, સ્ટીલમાં પાવર લોસ અને સમકક્ષ સર્કિટની ચુંબકીય શાખાના પરિમાણો નક્કી કરવા માટે નો-લોડ ટ્રાન્સફોર્મર પરીક્ષણ હાથ ધરવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે પ્રાથમિક વિન્ડિંગના રેટેડ વોલ્ટેજ પર કરવામાં આવે છે.

માટે સિંગલ ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર નિષ્ક્રિય પરીક્ષણના ડેટાના આધારે ગણતરી કરવી શક્ય છે:

- પરિવર્તન પરિબળ

- નો-લોડ વર્તમાનની ટકાવારી

શરત દ્વારા નિર્ધારિત શાખા ચુંબકીકરણ r0 નો સક્રિય પ્રતિકાર છે

- ચુંબકીય શાખાનો કુલ પ્રતિકાર

- ચુંબકીય શાખાનો પ્રેરક પ્રતિકાર

નિષ્ક્રિય શક્તિ પરિબળને ઘણીવાર આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે:

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પ્રાથમિક વિન્ડિંગ વોલ્ટેજના કેટલાક મૂલ્યો માટે નો-લોડ પરીક્ષણ હાથ ધરવામાં આવે છે: U1 ≈ 0.3U1n થી U1 ≈ 1.1U1n સુધી. પ્રાપ્ત ડેટાના આધારે, નિષ્ક્રિય લાક્ષણિકતાઓ દોરવામાં આવે છે, જે વોલ્ટેજ U1 ના કાર્ય તરીકે P0, z0, r0 અને cosφ ની અવલંબન છે. નો-લોડ લાક્ષણિકતાઓનો ઉપયોગ કરીને, વોલ્ટેજ U1 ના કોઈપણ મૂલ્ય પર ઉલ્લેખિત જથ્થાના મૂલ્યોને સેટ કરવાનું શક્ય છે.

શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ નક્કી કરવા માટે, વિન્ડિંગ્સ અને રેઝિસ્ટન્સ rk અને xkનું નુકસાન શોર્ટ સર્કિટમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, આવા ઘટાડેલા વોલ્ટેજને પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પર લાગુ કરવામાં આવે છે જેથી ટૂંકા-સર્કિટવાળા ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સના પ્રવાહો તેમના નજીવા મૂલ્યો, એટલે કે I1k = I1n, I2k = I2n સમાન હોય. પ્રાથમિક વિન્ડિંગનું વોલ્ટેજ, જેના પર નિર્દિષ્ટ શરતો પૂરી થાય છે, તેને નોમિનલ શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ Ukn કહેવામાં આવે છે.

આપેલ છે કે Ucn સામાન્ય રીતે U1n ના માત્ર 5-10% હોય છે, શોર્ટ-સર્કિટ પરીક્ષણ દરમિયાન ટ્રાન્સફોર્મર કોરનો મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન ફ્લક્સ નોમિનલ મોડ કરતા દસ ગણો નાનો હોય છે અને ટ્રાન્સફોર્મર સ્ટીલ અસંતૃપ્ત હોય છે. તેથી, સ્ટીલમાં થતા નુકસાનની અવગણના કરવામાં આવે છે અને એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રાથમિક વિન્ડિંગને પૂરી પાડવામાં આવેલ તમામ પાવર Pcn વિન્ડિંગ્સને ગરમ કરવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે અને સક્રિય શોર્ટ-સર્કિટ રેઝિસ્ટન્સ આરસીનું મૂલ્ય નક્કી કરે છે.

પ્રયોગ દરમિયાન, પ્રાથમિક કોઇલનો વોલ્ટેજ Ukn, વર્તમાન I1k = I1n અને પાવર Pkn માપવામાં આવે છે. આ ડેટાના આધારે, તમે નક્કી કરી શકો છો:

— શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજની ટકાવારી

- સક્રિય શોર્ટ-સર્કિટ પ્રતિકાર

- પ્રાથમિક અને ઘટાડેલા ગૌણ વિન્ડિંગ્સના સક્રિય પ્રતિકાર, લગભગ અડધા શોર્ટ-સર્કિટ પ્રતિકારના બરાબર

- શોર્ટ સર્કિટ અવબાધ

- શોર્ટ-સર્કિટ પ્રેરક પ્રતિકાર

- પ્રાથમિક અને ઘટાડેલા ગૌણ વિન્ડિંગનો પ્રેરક પ્રતિકાર, લગભગ શોર્ટ-સર્કિટના પ્રેરક પ્રતિકારના અડધા જેટલો

- વાસ્તવિક ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગનો પ્રતિકાર:

- પ્રેરક, સક્રિય અને કુલ ટકાવારી શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ:

વી લોડ મોડ એ જાણવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કે કેવી રીતે લોડ પરિમાણો સેકન્ડરી વિન્ડિંગના ટર્મિનલ્સ પર કાર્યક્ષમતા અને વોલ્ટેજની વિવિધતાને અસર કરે છે.

ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા એ ટ્રાન્સફોર્મરને પૂરા પાડવામાં આવેલ સક્રિય પાવર અને લોડને વિતરિત કરવામાં આવતી સક્રિય શક્તિનો ગુણોત્તર છે.

ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે. લો-પાવર પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, તે આશરે 0.95 છે, અને હજારો કિલોવોલ્ટ-એમ્પીયરની ક્ષમતા ધરાવતા ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, તે 0.995 સુધી પહોંચે છે.

સીધી માપેલી શક્તિઓ P1 અને P2 નો ઉપયોગ કરીને સૂત્ર દ્વારા કાર્યક્ષમતા નક્કી કરવાથી મોટી ભૂલ થાય છે. આ સૂત્રને અલગ સ્વરૂપમાં રજૂ કરવું વધુ અનુકૂળ છે:

ટ્રાન્સફોર્મરમાં નુકસાનનો સરવાળો ક્યાં છે.

ટ્રાન્સફોર્મરમાં બે પ્રકારના નુકસાન છે: ચુંબકીય સર્કિટ દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ પસાર થવાને કારણે ચુંબકીય નુકસાન અને વિન્ડિંગ્સ દ્વારા પ્રવાહના પ્રવાહના પરિણામે વિદ્યુત નુકસાન.

U1 = const પર ટ્રાન્સફોર્મરનો ચુંબકીય પ્રવાહ અને દ્વિતીય પ્રવાહનો શૂન્યથી નજીવોમાં ફેરફાર વ્યવહારીક રીતે સ્થિર રહે છે, તો પછી લોડની આ શ્રેણીમાં ચુંબકીય નુકસાન પણ સતત અને નો-લોડ નુકસાનની સમાન ધારણ કરી શકાય છે.

વિન્ડિંગ્સના તાંબામાં વિદ્યુત નુકસાન ∆Pm વર્તમાનના વર્ગના પ્રમાણસર છે. તેમને શોર્ટ-સર્કિટ નુકસાન તરીકે વ્યક્ત કરવું અનુકૂળ છે Pcn રેટેડ વર્તમાન પર મેળવે છે,

જ્યાં β લોડ ફેક્ટર છે,

ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા નક્કી કરવા માટે ગણતરીના સૂત્રો:

જ્યાં Sn એ ટ્રાન્સફોર્મરની નજીવી દેખીતી શક્તિ છે; φ2 એ લોડમાં વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વચ્ચેનો તબક્કો કોણ છે.

પ્રથમ વ્યુત્પન્નને શૂન્ય સાથે સમકક્ષ કરીને મહત્તમ કાર્યક્ષમતા શોધી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, અમે શોધીએ છીએ કે આવા ભાર પર કાર્યક્ષમતાના મહત્તમ મૂલ્યો હોય છે જ્યારે સતત (વર્તમાન-સ્વતંત્ર) નુકસાન P0 વૈકલ્પિક (વર્તમાન-આશ્રિત) નુકસાનની સમાન હોય છે, જ્યાંથી

આધુનિક પાવર ઓઇલ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે βopt = 0.5 — 0.7. આવા ભાર સાથે, ટ્રાન્સફોર્મર મોટેભાગે ઓપરેશન દરમિયાન કામ કરે છે.

અવલંબન η = f (β) નો આલેખ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવ્યો છે.

આકૃતિ 1. લોડ ફેક્ટરના આધારે ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતામાં ફેરફારનો વળાંક

સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વોલ્ટેજમાં ટકાવારી ફેરફાર નક્કી કરવા માટે, સમીકરણનો ઉપયોગ કરો

જ્યાં uKA અને uKR એ શૉર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજના સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટકો છે, જે ટકાવારી તરીકે વ્યક્ત થાય છે.

ટ્રાન્સફોર્મર વોલ્ટેજમાં ફેરફાર લોડ ફેક્ટર (β), તેની પ્રકૃતિ (કોણ φ2) અને શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ (uKA અને uKR) ના ઘટકો પર આધારિત છે.

ટ્રાન્સફોર્મરની બાહ્ય લાક્ષણિકતાઓ U1 = const અને cosφ2 = const (આકૃતિ 2) પર અવલંબન છે.

આકૃતિ 2. વિવિધ પ્રકારના લોડ માટે મધ્યમ અને ઉચ્ચ પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સની બાહ્ય લાક્ષણિકતાઓ